紫錐菊之二次代謝物

雖然生命體間的變異很大，但脂質、胺基酸、蛋白質、大部分碳水化合 物和核酸之合成與代謝在大多數的生物體中是類似且必要的，這些會直接涉 及正常生長、發育和生殖的代謝物，稱作「一次代謝物」 (Seigler, 1977)。

然而，很多代謝為某些特定物種或是某些特定細胞分化階段所特有的，這些 代謝稱作「二次代謝」，產生的化合物稱作「二次代謝物」 (Luckner, 1990)。

二次代謝物常因為其顏色、氣味或味道而被發現，如食物與飲品中的味道或 是水果與花的顏色和香味 (Luckner, 1990)。在近年來，許多研究指出二次代 謝物參與許多重要的植物功能，包括防止病蟲或環境逆境的攻擊、抵抗紫外 線輻射、吸引傳粉和傳播種子的動物、參與毒他作用、代謝等 (Wills et al., 2000)。植物體內能合成的二次代謝物種類很多，基本上可分成三大類如萜 烯 (terpenes) 、 酚 類 (phenolics) 與 含 氮 化 合 物 (nitrogen-containing compounds)，各種分子以簡單或複雜的聚合物形式存在植物的葉、花、果實 或樹皮中 (陳，2013)。

紫錐菊具有非專一性免疫調節功能，可早期治療上呼吸道感染 (Barrett, 2003)，其活性成分可分成親脂性成分 (lipophilic compounds)，如烷醯胺類 (alkylamide) 和 精 油 (essential oils) ， 以 及 親 水 性 成 分 (hydrophilic compounds)，如咖啡酸衍生物 (caffeic acid derivatives)、醣蛋白 (glycoproteins) 和多醣體 (polysaccharides) (Bauer, 1999; Barnes et al., 2005)。大部分關於紫 錐菊活性成分之研究著重於其咖啡酸衍生物和烷醯胺類，因為這兩者被認為 是紫錐菊免疫調節功效的來源。但許多研究顯示，紫錐菊中咖啡酸衍生物、

烷醯胺類、多醣體三者皆具有療效，且三者混合後具有顯著的加乘效應

(synergistic effect) (Clifford et al., 2002; Speroni et al., 2002; Dalby-Brown et al., 2005; LaLone et al., 2007)。因此，紫錐菊的療效也被認為是許多化合物混合 後的加乘效應所造成的，而各成分在反應中所扮演的作用仍尚待釐清。

(一) 親脂性化合物

紫錐菊之親脂性化合物包含酮烯/炔類 (ketoalkenes/alkynes) 和烷 醯胺類。酮烯/炔類為脂肪族不飽和碳鏈和酮基相連的化合物 (如圖一，

tetradeca-8Z-ene-11,13-diyn-2-one，化合物 8)，是脂肪酸降解後的副產物。

烷醯胺類為多元不飽和脂肪酸與丁基醯氨聚合的化合物 (如圖一，

undeca-2E,4Z-diene-8,10-diynoic acid isobutylamide，化合物 1)。紫錐菊 之親脂性化合物的碳鏈碳數通常在 11 至 16 之間。根據 Thomsen (2012) 研究顯示紫錐菊之親脂性化合物在三種紫錐菊中差異很大，白花紫錐菊 根部大部分為酮烯/炔類；紫花紫錐菊和狹葉紫錐菊根部大部分為烷醯 胺類。紫花紫錐菊中含量最高的烷醯胺類為 dodeca-2E,4E,8Z,10E/Z-tetraenoic acid isobutylamide 與其同分異構物 (圖一，化合物 13 和 14)。

(二) 咖啡酸衍生物

紫錐菊所含之咖啡酸衍生物有五種，皆為酚類化合物。來自咖啡酸 與酒石酸 (tartaric acid) 反應產生的卡夫塔酸 (caftaric acid) 和菊苣酸 (cichoric acid)、與奎寧酸 (quinic acid) 反應產生的綠櫞酸 (chlorogenic acid) 和洋薊酸 (cynarin)、與糖苷 (glycoside) 反應產生的紫錐菊苷 (echinacoside)，其反應途徑及結構如圖二。五種咖啡酸衍生物的分布會 隨紫錐菊品種和生長地區而有差異，例如：狹葉紫錐菊和白花紫錐菊含 有紫錐菊苷，而紫花紫錐菊中並未發現，但是在丹麥、中國以及臺灣的 紫錐菊根部之研究顯示其含有紫錐菊苷 (Thomsen, 2012)。此外，依大 部分研究可歸納出紫花紫錐菊含有菊苣酸和卡夫塔酸；白花紫錐菊含有

(Binns et al., 2001; Pietta et al., 2004; Sabra et al., 2012; Thomsen et al.,

2005；吳，2007；Lin et al., 2011)。

2. 綠櫞酸 (chlorogenic acid) 1991; Letchamo et al., 1999)，並且抑制 HIV type I 病毒的複製能力及 其接合酶 (integrase) 的活性 (King and Robinson, 1998; Robinson, 1998; King et al., 1999)。研究也指出，結締組織外圍的成分若是被透 明質酸酶降解，會增加發炎反應，而紫錐菊之菊苣酸會抑制透明質 酸酶 (hyaluronidase)，保護第三型膠原蛋白 (collagen type Ⅲ) 免於

被自由基攻擊而降解 (Bauer and Wagner, 1991; Facino et al., 1995)，

故能減減少後續的發炎反應。

4. 洋薊酸 (cynarin)

其分子式為 C25H24O12。含有洋薊酸之萃取物具有治療肝膽或膽 固醇代謝的疾病以及高脂血症 (hyperlipidaemia)，且具有強抗氧化力，

能清除 DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 和 ABTS [2,2-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)] 自 由 基 ( 分 別 為 EC50 = 14.09 和 28.85 μM) (Jun et al., 2007)。

5. 紫錐菊苷 (echinacoside)

其分子式為 C35H46O20，為紫錐菊最早被分離出來的化合物。狹 葉紫錐菊和白花紫錐菊含有紫錐菊苷，但在紫花紫錐菊中含量很低 或是未被發現 (Thomsen, 2012)。此成分可以保護結締組織不受到超 氧陰離子和羥基自由基的攻擊而降解，因此，與菊苣酸皆具有抗發 炎作用，且可促進傷口癒合 (Facino et al., 1995; Speroni et al., 2002)。

另外，紫錐菊苷也具有抗濾過性病毒的能力，可做為抗菌劑 (Bauer and Wagner, 1991; Bergeron et al., 2000)。

圖一、紫錐菊之 21 種主要親脂性化合物的結構式

Fig. 1. Chemical structures of the main 21 lipophilic compounds of E. purpurea.

ALipophilic compounds found in E. purpurea roots. ^BLipophilic compounds found in aerial parts of E. purpurea. ^CLipophilic compounds found in E. pallida roots (Thomsen, 2012).

圖二、紫錐菊品種所含之五種咖啡酸衍生物的結構式及其生合成途徑

Fig. 2. Chemical structures and biosynthetic pathway of the five caffeic acid derivatives in Echinacea species. (Thomsen, 2012).